JP2004101453A - 特性測定方法及び装置 - Google Patents

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Mineji Nasu
那須 峰次
Koji Shiotani
塩谷 宏治
Hiroyuki Maeda
前田 博之
Shinichiro Iwama
岩間 真一郎
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Abstract

【課題】測定データに影響を与える接触抵抗を判断し改善させることができる特性測定方法を提供すること。
【解決手段】被測定物の特性値の測定又は電気処理を行う特性測定方法において、前記被測定物に所定の間隔に離間して2つのプローブピンを配して前記被測定物と前記プローブピンが接触する2点間の抵抗値を測定し、前記抵抗値に基づいて前記プローブピンと前記被測定物との間の接触抵抗が所定の値以上か否かを判断し、前記接触抵抗が前記所定の値以上と判断した場合に、前記プローブピンと前記被測定物との間の接触抵抗を低減する、ことを特徴とする。
【選択図】図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被測定物の特性値の測定又は電気処理を行う特性測定方法及び装置に関し、特に、二つの相異なる金属、又は、金属と半導体を接触させたときに、その接触部に生ずる接触抵抗を改善する特性測定方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
センサ等の素子の特性測定では、一般にプローブピンによる接触式で測定が行なわれる。測定方法について説明すると、被測定物に対して1本のプローブピンを接触させてそのプローブピンを通して特性値の測定又は電気処理を行う。
【0003】
プローブピンによる接触式で被測定物の特性を測定する場合、プローブピンと被測定物との間で反応によりバリア相が形成され、このバリア相による接触抵抗が測定データに悪影響を及ぼす。
【0004】
また、プローブや被測定物の接触面ないし点の酸化度合いによって酸化皮膜による接触抵抗が生じ、この酸化皮膜による接触抵抗も測定データに悪影響を及ぼす。
【0005】
そこで、被測定物102(素子)に対して2本のプローブピン110a、110bを接触させ(図3(A)参照)、プローブピン間の抵抗を測定して接触抵抗を確認し(図3(B)参照)、その後、通常測定及び電気処理を行なう(図3(C)参照)ことが知られている(例えば、特許文献1参照)。これにより、2本のプローブピン110a、110b間の接触抵抗を確認し、考慮した上でセンサの特性値又は電気処理を行うことができるようになった。
【0006】
【特許文献1】
特開平3−259737号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、市販のプローブピンの接触抵抗は、プローブピン及び被測定物の酸化具合及び表面形状によって異なるが、カタログ値(0.01Ω台)より大きく、時には数Ωに及ぶことがある。
【0008】
そして、現在の工程において、接触抵抗が実抵抗に付加され、実抵抗値よりも抵抗が高く測定されるような状態(接触抵抗が載った状態)でガスセンサの特性値の測定又は電気処理を行なうと、電圧降下が起こり、センサ特性の測定及び、電気処理に及ぼす影響は大きく、接触抵抗を考慮するだけでは無視できないレベルにある。
【0009】
本発明の第1の目的は、測定データに影響を与える接触抵抗を判断し改善させることができる特性測定方法を提供することである。
【0010】
本発明の第2の目的は、上記方法を実現することができる特性測定装置を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の視点においては、被測定物の特性値の測定又は電気処理を行う特性測定方法において、前記被測定物に所定の間隔に離間して2つのプローブピンを配して前記被測定物と前記プローブピンが接触する2点間の抵抗値を測定し、前記抵抗値に基づいて前記プローブピンと前記被測定物との間の接触抵抗が所定の値以上か否かを判断し、前記接触抵抗が前記所定の値以上と判断した場合に、前記プローブピンと前記被測定物との間の接触抵抗を低減することを特徴とする。これにより、測定データに影響を与える接触抵抗を確認し、所定の値以上と判断した場合に接触抵抗を低減させることで、被測定物の特性をより正確に測定することができる。
【0012】
また、前記特性測定方法において、前記被測定物の抵抗値に基づいて前記プローブピンと前記被測定物との間の接触抵抗が所定の値以上か否かを判断する前に、前記プローブピンと前記被測定物との間の接触抵抗を低減することが好ましい。これにより、あらかじめ測定データに影響を与える接触抵抗を改善した上で、被測定物の特性をより正確に測定することができる。
【0013】
また、前記特性測定方法において、前記接触抵抗が前記所定の値以上と判断し、前記接触抵抗を低減した後に再び前記所定の値以上か否かを判断することが好ましい。これにより、測定データに影響を与える接触抵抗を確実に改善した上で、被測定物の特性をより正確に測定することができる。
【0014】
また、前記特性測定方法において、前記プローブピン間に所定量の電流を印加することにより前記プローブピンと前記被測定物との間の接触抵抗を低減することが好ましい。被測定物に所定量の電流を印加することで、接触抵抗の原因となる酸化膜、バリア膜等の障壁を破壊することができる。ここで、所定量の電流とは、特性測定や電気処理時に流れる電流以上の電流をいう。
【0015】
さらに、前記特性測定方法において、前記所定量の電流は、1A以上であることが好ましい。1A以上で接触抵抗の原因となる酸化膜、バリア膜等の障壁を確実に破壊することができるからである。
【0016】
本発明の第2の視点においては、被測定物の特性値の測定又は電気処理を行う特性測定装置において、前記被測定物に所定の間隔に離間して配される2つのプローブピンと、前記被測定物と前記プローブピンが接触する2点間の抵抗値を測定する抵抗測定手段と、前記抵抗値に基づいて前記プローブピンと前記被測定物との間の接触抵抗が所定の値以上か否かを判断する判断手段と、前記接触抵抗が前記所定の値以上と判断した場合に、前記プローブピンと前記被測定物との間の接触抵抗を低減する接触抵抗低減手段と、を備えることを特徴とする。この装置によって、上記方法にて、測定データに影響を与える接触抵抗を改善した上で、被測定物の特性をより正確に測定することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
被測定物(図1の2)の特性値の測定又は電気処理を行う特性測定装置(図1の1)において、前記被測定物に所定の間隔に離間して配される2つのプローブピン(図1の10a、10b)と、前記被測定物と前記プローブピンが接触する2点間の抵抗値を測定する抵抗測定手段(図1の40)と、前記抵抗値に基づいて前記プローブピンと前記被測定物との間の接触抵抗が所定の値以上か否かを判断する判断手段(図1の81)と、前記接触抵抗が前記所定の値以上と判断した場合に、前記プローブピンと前記被測定物との間の接触抵抗を低減する接触抵抗低減手段(図1の50)と、を備えることにより、プローブピンと被測定物との間の接触抵抗が測定データに与える影響を確認でき、接触抵抗が十分小さいことを確認したうえで被測定物の特性を正確に測定することができる。
【0018】
【実施例】
本発明の実施例について図面を用いて説明する。図1は、本発明の実施例1に係る特性測定装置の構成を模式的に示したブロック図である。この特性測定装置1は、2点接触する被測定物の抵抗値及び被測定物の特性値を測定する装置であり、プローブピン10a、10bと、載置台20と、押圧機構30a、30bと、抵抗測定手段40と、接触抵抗低減手段50と、電気処理手段60と、特性測定手段70と、コンピュータ80と、を有する。
【0019】
プローブピン10a、10bは、所定の間隔に離間して配され、それぞれと被測定物が接触し、表面に金メッキされたものである。
【0020】
載置台20は、測定しやすくするよう被測定物2若しくは被測定物2の端子ないし電極を載置するための台である。
【0021】
押圧機構30a、30bは、載置台20上に載置された被測定物2に対し2つのプローブピン10a、10bを上下動させることにより押圧若しくはその解除を行う。
【0022】
抵抗測定手段40は、被測定物2の抵抗値を測定する手段(例えば、抵抗測定装置)である。
【0023】
接触抵抗低減手段50は、プローブピン10a、10bと被測定物2との間の接触抵抗を低減する手段であり、プローブピン10a、10b間に被測定物2とを介して所定量の電流(1A以上)を印加する電流印加手段である。
【0024】
電気処理手段60は、被測定物2に対しプローブピン10a、10bを介して電気処理(例えば、定電圧を印加させてセンサのセラミック素子を活性化させるエージング処理)を行なう手段である。
【0025】
特性測定手段70は、被測定物2の特性値を測定する手段である。
【0026】
コンピュータ80は、判断手段81と、制御手段82と、を有する。
【0027】
判断手段81は、第1に、抵抗測定手段40での被測定物2の抵抗値に基づいてプローブピン10a、10bと被測定物2との間の接触抵抗が所定の値(閾値)以上か否かを判断する。第2に、判断手段81は、接触抵抗低減手段50で接触抵抗を低減した後に、再度、プローブピン10a、10bと被測定物2との間の接触抵抗が所定の値以上か否かを判断する。
【0028】
制御手段82は、第1に、判断手段81において接触抵抗が所定の値より小さいと判断された場合に、特性測定手段70にて被測定物2の特性値を測定するように制御する。第2に、制御手段82は、判断手段81による判断を行なう前に、接触抵抗低減手段50にプローブピン10a、10bと被測定物2との間の接触抵抗を低減させるように制御する。第3に、制御手段82は、判断手段81において接触抵抗が所定の値以上と判断された場合に、接触抵抗低減手段50にプローブピン10a、10bと被測定物2との間の接触抵抗を低減させるように制御する。第4に、制御手段82は、判断手段81において接触抵抗が所定の値より小さいと判断された場合に、電気処理手段60に被測定物2を電気処理(エージング処理)するように制御する。
【0029】
また、被測定物2は、例えば、セラミック素子(センサ素子など)若しくは素子と電気的に接続するとともに素子から延在する端子(SUS、ステンレスなど)を有するガスセンサの金具単体(図4参照)である。この金具単体200は、この後、回路と一体化されてガスセンサの完成品となる。なお、金具単体については、回路と一体化した後は切り離すことができず、一体化後にセンサ特性がNGとなったときは廃棄処分されることとなるため、コストロスを回避すべく、一体化前にセンサ特性の評価が行なわれる。
【0030】
実施例1の動作について図面を用いて説明する。図2は、本発明の実施例1に係る特性測定装置の動作の一例を説明するための模式図である。
【0031】
まず、被測定物2(素子、端子)を載置台に載置して、被測定物2に対してプローブピン10a、10bを下ろして2点接触させる(図2(A)参照)。
【0032】
次に、両プローブピン10a、10b間に電流(1A以上)を流す(図2(B)参照)。これにより、プローブピン10a、10bと被測定物2との間の接触抵抗の原因となる酸化膜、バリア膜等の障壁を破壊(除去)される。
【0033】
次に、被測定物の抵抗を測定し接触抵抗が十分小さいか否かを確認する(図2(C)参照)。ほとんどの被測定物2は、図2(B)の電流処理により測定データに影響を与える接触抵抗が改善される(十分小さくなる)。万一、接触抵抗が改善されていないときは、図2(B)の電流処理を再度行ない、図2(C)の接触抵抗の確認を再度行なう。何度も図2(B)の電流処理を行なっても接触抵抗が改善されない時は、その被測定物につき不良品(NG品)となる。
【0034】
最後に、接触抵抗が改善されたことが確認されたときは、特性の測定又は電気処理を行なう(図2(D)参照)。
【0035】
他の実施例として、リレー(継電器;電気接点を開閉することにより、同一又は他の電気回路に接続された装置を動作させ、または制御するもの)などにも適用できる。すなわち、被測定物の特性値を測定するとともに測定に係る配線上にリレーを有する特性測定装置において、リレーの電気接点が接続しているときに1A以上の電流を印加する電流印加手段と、前記リレーの電気接点の接触抵抗が所定の値以上か否かを確認する判断手段と、を備えるようにする。これにより、測定データに影響を与えるリレー部分の接触抵抗(接点抵抗)を改善することができる。万一、接触抵抗が改善されないときは、新しいリレーに交換することで改善できる。
【0036】
【発明の効果】
本発明によれば、プローブピンと被測定物との間の接触抵抗が測定データに与える影響を確認でき、接触抵抗が大きい場合には、接触抵抗を改善することができる。
【0037】
また、本発明によれば、あらかじめ測定データに影響を与える接触抵抗を改善した上で、被測定物の特性をより正確に測定することができる。
【0038】
さらに、本発明によれば、1A以上の電流を流すことで、接触抵抗の原因となる酸化膜、バリア膜等の障壁を破壊(除去)できるので、接触抵抗を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1に係る特性測定装置の構成を模式的に示したブロック図である。
【図2】本発明の実施例1に係る特性測定装置の動作の一例を説明するための模式図である。
【図3】従来の一例に係る特性測定装置の動作の一例を説明するための模式図である。
【図4】ガスセンサの金具単体の構成を模式的に示した側面図である。
【符号の説明】
1 特性測定装置
2、102 被測定物
10a、10b、110a、110b プローブピン
20 載置台
30a、30b 押圧機構
40 抵抗測定手段
50 接触抵抗低減手段
60 電気処理手段
70 特性測定手段
80 コンピュータ
81 判断手段
82 制御手段
200 金具単体(ガスセンサ)
201 素子部
202 ヒータ部
203 端子部
204 胴体部
205 プロテクタ
206 貫通穴

Claims (6)

  1. 被測定物の特性値の測定又は電気処理を行う特性測定方法において、
    前記被測定物に所定の間隔に離間して2つのプローブピンを配して前記被測定物と前記プローブピンが接触する2点間の抵抗値を測定し、
    前記抵抗値に基づいて前記プローブピンと前記被測定物との間の接触抵抗が所定の値以上か否かを判断し、
    前記接触抵抗が前記所定の値以上と判断した場合に、前記プローブピンと前記被測定物との間の接触抵抗を低減する、
    ことを特徴とする特性測定方法。
  2. 前記被測定物の抵抗値に基づいて前記プローブピンと前記被測定物との間の接触抵抗が所定の値以上か否かを判断する前に、前記プローブピンと前記被測定物との間の接触抵抗を低減することを特徴とする請求項1に記載の特性測定方法。
  3. 前記接触抵抗が前記所定の値以上と判断し、前記接触抵抗を低減した後に、再び前記所定の値以上か否かを判断することを特徴とする請求項1又は2に記載の特性測定方法。
  4. 前記プローブピン間に所定量の電流を印加することにより前記プローブピンと前記被測定物との間の接触抵抗を低減することを特徴とする請求項2又は3に記載の特性測定方法。
  5. 前記所定量の電流は、1A以上であることを特徴とする請求項4に記載の特性測定方法。
  6. 被測定物の特性値の測定又は電気処理を行う特性測定装置において、
    前記被測定物に所定の間隔に離間して配される2つのプローブピンと、
    前記被測定物と前記プローブピンが接触する2点間の抵抗値を測定する抵抗測定手段と、
    前記抵抗値に基づいて前記プローブピンと前記被測定物との間の接触抵抗が所定の値以上か否かを判断する判断手段と、
    前記接触抵抗が前記所定の値以上と判断した場合に、前記プローブピンと前記被測定物との間の接触抵抗を低減する接触抵抗低減手段と、
    を備えることを特徴とする特性測定装置。
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